Az elmúlt néhány évben sokat lehetett hallani és olvasni arról, hogy a nagy, nemzetközi áruszállítással és csomagkiszállítással foglalkozó cégek intenzív lépéseket tettek annak érdekében, hogy mind az ún. „last mile logistics-ra”, vagy magyarul „az utolsó kilométer logisztikájára”, mind az innovatív áruszállítási igényekre megoldást találjanak. Az Amazon, a DHL és a Google is jelentős forrásokat fordított arra, hogy a pilóta nélküli légijárműveket fel tudják használni a légi áruszállításban és ezáltal áttörést érjenek el. Kiemelt jelentőséget tulajdonítanak ezen lehetőségeknek a szállítási folyamatok utolsó fázisában, amikor a csomag a raktárból a fogyasztóig eljut. Ez azért ennyire jelentős, mert ez az ellátási lánc legidőigényesebb és legköltségesebb fázisa, a teljes szállítási költségek ~50%-át teszik ki. A drónos csomagszállítási piac a szakértői elemzések szerint igazi forradalom előtt áll. A Fortune Business Insights ™ előrejelzése szerint a piac mérete 2027-re eléri a 7.388,2 millió dollárt, átlag 41,8%-os éves növekedési ütemmel (forrás).
A cégek a fejlesztéseiktől azt remélik, hogy a drónokkal megvalósuló áruszállítással a folyamat gyorsabb és zöldebb / környezetbarátabb lesz, mint a hagyományos közúti szállítás.
Ez első ránézésre így is van, mivel a drónok elektromos árammal működnek, azaz használat közben nem bocsátanak ki károsanyagot, könnyen és gyorsan tudnak haladni, a forgalmi torlódások a felhasználásukat nem érinti, rövid idő alatt repülésre kész állapotba hozhatók. Azonban ha kicsit alaposabban körbejárjuk a felhasználást és számba vesszük, hogy egy ilyen szolgáltatás folyamatos biztosításához milyen környezetre van szükség, akkor elkezd kirajzolódni, hogy a közúti közlekedéssel összehasonítva a vélt előnyök egész gyorsan eltűnnek.
A blogbejegyzésben az alábbi tényezők szerint vizsgálom a szolgáltatást:
- Alkalmazott légi eszközök
- Földi infrastruktúra szükségessége
- Elektromos energia forrása és ára
- Drón előállítása és alkatrészeinek életciklusa
- Társadalmi hozzáállás, fizetőképes kereslet és igények
- Légiforgalom egyéb szereplőire gyakorolt hatások
Szolgáltatás során alkalmazott légi eszközök
Az egyik legfontosabb egy ilyen szolgáltatás során, hogy az üzemelést pontosan milyen eszközökre építve tervezik, és ezen eszközök milyen működési paraméterekkel rendelkeznek. A legfontosabb, hogy a drónok egy feltöltéssel – célszerűen egy akkumulátorral – pontosan mennyi idő alatt, maximum mekkora távolságot tudnak megtenni, továbbá mekkora a csomag maximális tömege, mennyi ideig tart a kézbesítési helyszínen a csomag „lerakása”, visszatérést követően milyen gyorsan lehet újra kiküldeni (mennyi idő az akkumulátor csere vagy feltöltése és az újabb kiszállítandó csomag elhelyezése), van-e lehetőség arra, hogy ún. körjáratot teljesítsen az eszköz (amikor a kézbesítést követően újabb csomagot vesz fel a visszatérést megelőzően), tud-e egyszerre több, különböző címekre kézbesítendő árut szállítani, stb. Ezek mind olyan adatok, mely alapján meg lehet becsülni, hogy mekkora tud lenni a maximális kihasználtsága egy ilyen eszköznek. A napjainkban alkalmazásra tervezett eszközök csak kiszállítani és visszatérni tudnak, így egy-egy művelet esetén is a szállítási kihasználtság időalapra vetítve maximum 50%-os tud lenni. Mivel a kézbesítés és a visszatérést követő újbóli felkészítés is időt vesz igénybe, ez tovább csökkenti a kihasználtságot. Azaz azt lehet mondani, hogy a legjobb esetben is effektív csomagszállítás maximum az üzemeléssel töltött idő 40-45%-ban teljesül.
Az, hogy ezen eszközök használata mikor, milyen időben tud megvalósulni, az leginkább a vállalat üzletpolitikájától, a nappalok hosszától és az időjárástól függ. Lényeges, hogy a kiszállítás világosban, a működés szempontjából kedvező időjárási körülmények között valósuljon meg, olyankor, amikor az ügyfél fogadni tudja az érkező árut. Ez alapján tovább szűkül a kihasználtsága a szolgáltatásnak, hiszen az év minden napján 12-16 órában (pl. reggel 8 és este 10 között) nem állnak rendelkezésre folyamatosan olyan körülmények, amikor a szolgáltatás biztonságosan üzemeltethető. Ez tovább korlátozza a felhasználási lehetőségek.
A közúti áruszállítás ezzel szemben ennyire nem érzékeny az időjárásra és a napszakok váltakozására, továbbá biztosított, hogy egyszerre több küldemény is szállítható vele, és képes körjáratot teljesíteni, mely során egyszerre végez terítő és gyűjtő tevékenységet. Így a hatékonysági mutatói akár időalapra, akár távolságra vetítve nagyságrendekkel jobbak a drónhoz viszonyítva.
További szempont az eszközök bekerülési költségei. Egy drón és egy áruszállító tehergépjármű között egy nagyságrendnyi különbség is előfordulhat az árak tekintetében (főleg elektromos meghajtású jármű esetén) viszont a közúti jármű kapacitása több nagyságrenddel nagyobb, így bevételtermelő képessége is magasabb.
Egy egyszerű számítás alapján szeretném szemléltetni, hogy a drónokkal megvalósított szolgáltatás milyen produktivitási jellemzőkkel rendelkezik:
Tegyük fel, hogy a kiszállítás 8-20 óra között valósul meg. Feltételezve, hogy a drón a működéssel érintett területen óránként átlagosan 1,5 csomag kiszállítását tudja végrehajtani (15-15 perc repülés és 5-5 perc a csomag leeresztése és az újbóli repülésre való felkészülés), így 12 óra alatt 18 csomag szállítása valósul meg egy eszköz által, miközben a repült ideje 8 óra. Ha a sebességet növeljük, és az egyéb időszükségleteket csökkentjük, és 12 óra alatt 24 csomag célba juttatását meg lehet valósítani, még az is kevés.
Ezzel szemben egy kisteherautóval ennyi csomagot akár pár óra alatt is kézbesíteni tudnak.
Ezek alapján látható, hogy a drónok még csak korlátozottan tudnak részt venni az áruszállításban. Továbbá azt is figyelembe kell venni, hogy a légi eszközök maximum 1-2 kg-os kisméretű – maximum könyv méretű – csomagot tudnak kiszállítani. Bár léteznek olyan eszközök, melyek akár 5-10 kg-os terhet is képek szállítani, de azok nagyobbak és nehezebbek, így felhasználásuk körülményesebb, ráadásul még inkább korlátozott az általuk megtehető távolság, így ilyen esetben egy elektromos meghajtású teherautó jobb választás.
Üzemeltetési költségek szempontjából jelentős eltérés mutatkozhat:
- Közúti járművek esetén: üzemanyag vagy elektromos töltés ára, karbantartási költségek, adminisztrációs költségek, biztosítási díjak. További díjtételek a vállalat méretétől függően merülhetnek fel (képzési, orvosi, egyéb költségek). Az összes tétel viszont nagyon sok áru között oszlik meg, így egy tételre vetített költségek alacsonyak.
- Drónok esetén: elektromos töltés ára, karbantartási költségek, irányítórendszer kialakításának és folyamatos üzemeltetésének költsége, felügyeleti személyzet költsége, adminisztrációs költségek, biztosítási díjak, repülésbiztonsági rendszer és compliance monitoring megoldások folyamatos működtetésének költségei, egyéb rendszerhasználati díjak, stb. Mivel ebben az esetben egy eszköz nagyságrendekkel kevesebb árut képes szállítani, így a magas üzemeltetési költség viszonylag kevés tétel között oszlik szét, ami magas szállítási költséget eredményez.
Földi infrastruktúra
Drónos áruszállítási szolgáltatáshoz a földi infrastruktúra – némi egyszerűsítéssel élve – alapvetően két célt szolgál:
- Irányítási és üzemfelügyeleti funkció, és
- Logisztikai központ, ahonnan biztosítják a drón indítását, fogadását és a műveletek közötti alapvető karbantartási feladatokat (pl. átvizsgálás, akkumulátorcsere, akkumulátortöltés, stb.).
Míg irányítási központból elegendő akár egy is, addig logisztikai központból többet kell telepíteni, illeszkedve az alkalmazott drónok hatótávolságához, és a szolgáltatással lefedendő terület méretéhez, valamint az alkalmazni kívánt drónok darabszámához.
Utóbbi azt jelenti, hogy nem elegendő 1-1 nagyobb logisztikai központot telepíteni egy-egy régióban, hanem jóval többre lesz szükség. Ez tovább növeli a beruházási és üzemeltetési költségeket (több épületet kell építeni, több munkavállalóra van szükség, növekszik a fenntartási költség, így a szolgáltatáshoz kapcsolódó fix költségek is emelkednek). Környezetvédelmi szempontból itt már látható a negatív hatás, ugyanis a korábban alkalmazott kedvező méretgazdaságossági szempontok sérülnek. A több épület több energiát igényel, ami ha nem zöld forrásból áll rendelkezésre, akkor jelentősen növeli a környezeti terhelést.
Ráadásul a kisebb központokba, a korlátozott tárolókapacitás miatt gyakrabban kell árut beszállítani, így a több, de kisebb logisztikai raktár a hagyományos közúti áruszállítási igényeket is növeli. Ezek kielégítését jellemzően nagyobb, hagyományos fosszilis tüzelőanyaggal hajtott tehergépjárművekkel végzik, mivel még nem áll rendelkezésre elektromos meghajtású változat.
Elektromos energia forrása és ára
Egy további vizsgálandó tétel az, hogy a drónok meghajtáshoz szükséges elektromos energia milyen forrásból áll rendelkezésre. A drónos alkalmazásokat támogatók gyakran érvelnek azzal, hogy a drón a hagyományos szénhidrogén hajtású eszközökkel szemben sokkal jobb, mivel elektromos árammal működik. Azonban azt nem veszik számításba, hogy a megtermelt villamosenergia egy igen jelentős része továbbra sem megújuló forrás használatával kerül előállításra. Így tény, hogy pontszerű – a felhasználás helyszínén – károsanyag kibocsátás nem történik, azonban a működését biztosító elektromos energia előállítása továbbra sem környezetbarát módon töretink, így ilyen esetben nem tekinthető zöld szállítási megoldásnak.
Vannak törekvések arra, hogy az ilyen innovatív megoldásokhoz kifejezetten zöld forrásból származó elektromos energiát használjanak, azonban az ezekhez való hozzáférés korlátozott.
Megoldást jelenthet az, ha a szolgáltatók saját nap- és szélerőmű parkokat létesítenek, és így fedezik a szolgáltatáshoz szükséges energiaigényüket.
A drónos szállításokhoz kapcsolódóan az energiaigény az alábbiakra bontható – főbb tételek: logisztikai központ és irányítóközpont energiaigénye, drónok akkumulátorainak töltéséhez szükséges energia. Utóbbinak azért van jelentősége, mert minden művelet után szükséges az akkumulátor cseréje és egy teljesen feltöltött behelyezése. Emiatt számolni kell az akkumulátorok folyamatos töltésének energiaigényével is.
Az energiaigényeknél az sem utolsó szempont, hogy milyen áron jut hozzá a felhasználó 1 kWh energiához. Amennyiben a cég érdekelt a zöld és megújuló forrás alkalmazásában, akkor hajlandó akár magasabb összegeket is áldozni az ilyen módon megtermelt áramért, viszont ha elsődleges célja a költségek csökkentése és a minél olcsóbb üzemeltetés, akkor az előállítás módja számára irreleváns. A magasabb áramár kihat a szolgáltatás árára, így végső soron a szolgáltatást igénybe vevőkkel fizettetik meg, viszont ha a szolgáltatás túl drága, akkor a kereslet alacsony lesz.
Drón előállítása és alkatrészeinek életciklusa
Érdemes górcső alá venni, hogy a légijárművek üzemeltetése során az egyes alkatrészeknek milyen életciklusa van. A törzs, konténment és hajtóművek viszonylag jól tűrik az idő megpróbáltatásait. A propellereket azonban meghatározott időnként vagy sérülés észlelése esetén cserélni kell. Ezek általában műanyag, szénszálas kompozit alkatrészek, melyek könnyen és gyorsan legyárthatók és cserélhetők, műanyag hulladékként való kezelésük megoldható. A legérzékenyebb alkatrész azonban az akkumulátor. Ezeket minden egyes műveletet követően fel kell tölteni, illetve a visszatérő drónban cserélni kell az akkumulátort és egy teljesen feltöltött darabot kell behelyezni. A töltés jellemzően a dróntól elkülönítetten zajlik.
A töltéshez és a használathoz kapcsolódóan lényeges egy új fogalmat megismerni, mégpedig az akkumulátorciklust. Egy akkumulátorciklus (töltési ciklus) az akkumulátor teljes kapacitásának kihasználását/feltöltését jelenti. Egy töltési ciklust a rendszer akkor teljesít, amikor az akkumulátor kapacitásának 100%-ával megegyező töltésmennyiséget veszünk/pótlunk vissza, de nem feltétlenül egy feltöltéssel. Ez azért fontos, mert az akkumulátor gyártói megadják, hogy hány ciklusig lehet használni az adott típust. Minél többet használjuk az akkumulátort, annál jobban elhasználódik, és egy idő után már hiába mutat 100%-os töltöttséget, a benne tárolt energia már nem azonos, mint ami egy új állapotú egységben található. A gyártók általában néhány 100 ciklusra vállalnak garanciát. Amint ezt eléri, utána ki kell dobni, az drónos tevékenységre nem használható.
Emiatt a drónos szolgáltatások során, attól függően, hogy hány műveletet teljesítenek az eszközök, igen jelentős hulladékmennyiség jelentkezik. A hulladék megfelelő és szakszerű kezeléséről gondoskodni kell, azok kommunális hulladékként nem helyezhetők el.
Példaként maradjunk a bejegyzésben korábban említett számértékeknél, kiegészítve azzal, hogy a gyártó 500 ciklusban állapított meg a használati korlátot. Amennyiben 18 műveletet teljesít a drón egy nap alatt, úgy azt mondhatjuk, hogy nagyjából 28 repülési naponként kell cserélni egy-egy akkumulátort. A valóság azonban ennél jóval összetettebb. Mivel folyamatos üzemelésre készülnek, ezért egy eszközhöz több akkumulátor tartozik, attól függően, hogy mennyi idő alatt lehet feltölteni azokat. Mivel általában 1-2 óra alatt még normál töltéssel is el lehet érni a maximális kapacitást, így tételezzük fel, hogy egy drón esetén 4 akkumulátor áll rendelkezésre. Ez azt jelenti, hogy 2000 műveletenként keletkezik gépenként 4 db hulladék akkumulátort. Azaz, nagyjából havonta egy darab – átlagolva. Amennyiben azzal számolunk, hogy a szolgáltatás felfutása során világszerte több ezer áruszállító drón jelenik meg, akkor az évente már több tízezer darabnyi (sok ezer tonnányi) akkumulátor hulladékot jelent. Továbbá azt is figyelembe kell venni, hogy ha az akkumulátorokat gyorstöltéssel töltik, akkor az jóval hamarabb elhasználódik, és ilyen esetben kevesebb ciklust tud teljesíteni, így gyakrabban kell cserélni.
Ezekben az akkumulátorokban olyan ritkaföldfémek találhatók, melyek drágák és korlátozottan állának rendelkezésre, így mindenképpen meg kell oldani az újrahasznosításukat. Ez azonban még nem elérhető, nincsenek olyan telepek, melyek ezen anyagok visszanyerését végeznék a már nem használt eszközökből, viszont égető szükség van rá. A Föld lítium és egyéb ritkaföldfém készlete fogyóban van, és ha nem gondoskodunk a már nem használt eszközökben található alapanyagok újrahasznosításáról, akkor könnyen lehet, hogy feléljük a készletet, vagy a készletek fogyásával együtt a nyersanyagok ára az égbe fog emelkedni.
Társadalmi hozzáállás, fizetőképes kereslet és igények
A szolgáltatás iránti kereslet több tényezőtől függ. Ilyen az ár, a valós kiszállítási lehetőségek igénybevételének módja, a drónos kiszállítással elérhető árucikkek mennyisége, a szállítás gyorsasága, illetve a társadalom érzékenysége az újdonságokra.
Ahogyan az minden innovációt jellemez, a szolgáltatás indulásakor az árak magasak lesznek. Az elérhető információk alapján az Amazon pl. 63 USD-ért kínál egy kiszállítást, ami közel 400 Ft-os árfolyam esetén 25 ezer Ft-nak felel meg. Ez már az az árszínvonal, melyet csak a kiváltságosok engedhetnek meg maguknak. Összemérve a hagyományos közúti kiszállítással kb. 20×-a annak. Felmerül a kérdés, hogy ez a költségtöbblet összemérhető-e a 30-60 perces kiszállítás nyújtotta előnnyel, figyelembe véve, hogy 2,5 kg-nál nehezebb csomagot jelenleg nem tudnak majd kézbesíteni. A választ mindenki saját maga döntse el, azonban pontosan az ilyen buktatók miatt gondolom azt, hogy ezek a szolgáltatások kiskereskedelmi, tömegesen jelentkező szállítási igények esetén még csak kísérletezgetéseknek tekinthetők. Ilyen árszinten és ilyen korlátozó tényezők esetén széleskörű elterjedése nem várható a lakossági igények kielégítésére.
Azonban ahogyan a szolgáltatás életciklusa majd halad előre, az árak vélhetően konszolidálódni fognak, de az biztos, hogy a közúti áruszállítási díjakat nem fogja megközelíteni. Így a szolgáltatás költségei elrettenthetik a leendő vásárlókat. Továbbá kérdéses az is, hogy az árcsökkenésnek mekkora lesz a mértéke, ugyanis a szolgáltatás biztosításához sokkal komplexebb és drágább költségszintű megoldásokat kell folyamatosan biztosítani (pl. repülésbiztonsági menedzsmentrendszer, compliance monitoring rendszer, karbantartóbázisok, irányítóközpont, részletes adminisztráció, a repülés lebonyolítását biztosító kapcsolódó rendszerek üzemeltetése, speciálisan kiképzett személyzet, tréningek, stb.), mint a hagyományos közúti áruszállítás esetén. Emiatt a hagyományos előrejelző modellek az árak alakulására vonatkozóan nem használhatók, ugyanis itt a több szállítás több munkát jelent a háttérben, és így a fajlagos szállítási költségek nem feltétlen csökkennek.
Légiforgalom egyéb szereplőire gyakorolt hatások
Figyelembe kell venni, hogy a szolgáltatást biztosító drónok ugyan azt a légteret használják, mint a hagyományos, pilótával rendelkező légijárművek, igaz jóval alacsonyabban. Jellemzően a földfelszín felett 50-150 méterre, viszont előfordulhatnak olyan helyzetek, amikor a hagyományos gépek is használják ezt a magasságot (speciális műveletek, repülőterek környéke, stb.). Emiatt óhatatlan, de kialakulhatnak konfliktushelyzetek és adott esetben veszélyes megközelítések, ne adj isten akár összeütközések is.
Minél több csomagszállító drón lesz forgalomban és egyidőben a levegőben, annál nagyobb a kockázata az előbb említett jelenségeknek. Ezt bár próbálják stratégiai kockázatcsökkentő megoldásokkal orvosolni, azonban tökéletesen biztonságos rendszer nem létezik, mivel az végtelen mennyiségű erőforrást igényelne.
Ezek miatt nagyvárosi környezetben, ahol a légtérstruktúra összetett, meglehetőségen nehéz egy ilyen szolgáltatást működtetni. Így is sok problémát jelentenek a drónok, pedig még olyan tömegesen nem is használják a városi légteret. A pilóták sokszor adnak jelzést veszélyes közelségben lévő drónról, illetve sajnálatosan már összeütközésekről is egyre többet lehet olvasni.
Ha kifejezetten a Budapest feletti légteret vizsgáljuk, akkor megállapítható, hogy vannak olyan ún. No Drone Zone-ok (LHBP NDZ, LHR1 és LHR1A plusz a hazai jogszabályok által meghatározott egyéb infrastruktúrák feletti területek), melyek nagyjából 60 km2-es területet fednek le. Figyelembe véve, hogy Budapest területe 525 km2, akkor könnyen kiszámolható, hogy a szolgáltatásból Budapest legalább 11%-a ki van zárva, és a maradék 89%-nyi területen is előfordulhatnak jelentős korlátozások. Ez azonban korlátozza a szolgáltatást és a hozzáférést is.
Összefoglaló
A leírtak alapján látható, hogy a drónos kiszállítási igények kiskereskedelemben való tömeges megjelenése olyan környezetvédelmi és egyéb közlekedési, közlekedésszervezési problémákat generálnak, melyek sok esetben globálisan nagyobb terhet jelentenek, mint amilyen előnyöket a szolgáltatások kínálnak – utóbbi csupán az, hogy a kézbesítés bizonyos helyszíneken gyorsabb lehet, mely a fogyasztási igények további emelkedéséhez vezethet.
Ezzel nem azt szeretném mondani, hogy az ilyen szolgáltatások feleslegesek, csupán ésszerűen át kell gondolni, hogy pontosan mikor, hol, és milyen igények kielégítésére használják. Ugyanis számos olyan felhasználási terület van, ahol igenis nagy jelentősége van az ilyen szállítási szolgáltatásoknak. Példaként itt álljon néhány olyan terület, amikor valós hozzáadott értékekkel bír a drónos szállítás – főként Európában:
- Közúti infrastruktúrával nem rendelkező vagy nem megfelelő állapotban lévő közúti infrastruktúrával rendelkező területekre sürgősségi szállítási igények kielégítése. Orvosi eszközök, gyógyszerek, életmentő felszerelések, vakcinák, stb.
- Biológiai minták és humán szervek szállítása kórházak és laboratóriumok között, abban az esetben, ha biztosított, hogy a légi úton történő szállítás gyorsabb és biztonságosabb, mint a közúti.
- Készenléti és bűnüldöző szervek helyszíni munkáját segítő eszközök szállítása (pl. bombakereső eszközök, bomba hatástalanítása, veszélyes anyagok elszállítása, stb.).
Felhasznált források:
https://www.businessinsider.com/amazon-prime-air-drone-delivery-cost-63-per-package-2025-2022-4
https://www.smithsonianmag.com/innovation/drone-delivery-good-for-environment-180968157/
https://packagingeurope.com/how-drones-are-reshaping-home-delivery/4009.article
http://www.citylogistics.info/research/delivery-drones-sustainable-or-not/
https://www.eea.europa.eu/publications/delivery-drones-and-the-environment
https://www.callawayclimateinsights.com/p/is-amazon-drone-delivery-really-all
